The Korean Journal of Pathology 2004; 38: 79-85 유방암종의 MMP-2 와 MMP-9 발현과예후인자와의연관성 윤혜경 박설미 1 인제대학교의과대학부산백병원병리과 1 창원병원병리과 MMP-2 and MMP-9 Expressions in Breast Carcinomas and Relationship with Major Prognostic Factors Hye-Kyoung Yoon and Seol Mi Park 1 Department of Pathology, Pusan Paik Hospital, College of Medicine, Inje University, Busan; 1 Chang Won Hospital, Chang Won, Korea 접수 : 2003년 11월 25일게재승인 : 2004년 3월 19일 책임저자 : 윤혜경우 614-735 부산시부산진구개금동 633-165, 부산백병원병리과전화 : 051-890-6628 Fax: 051-893-9322 E-mail:pathyoon@inje.ac.kr Background : MMP-2 and MMP-9 are involved in the degradation of extracellular matrix, and MMP-2 and MMP-9 expressions in breast carcinomas have been reported as a poor prognostic factor. The aim of this study is to evaluate the prognostic value and the regulatory factors of MMP-2 and MMP-9 expressions in 73 cases of infiltrating ductal carcinomas, NOS type. Methods : Immunohistochemistry for MMP-1, -2, -3, -9 and TIMP-1, -2 were performed and evaluation for patient s age, size, histologic grade, lymph node metastasis and tumor markers such as ER, PR, p53, c-erbb-2, cathepsin D, MIB-1, and microvessel density was done. Results : The expression rates of MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9, TIMP-1 and TIMP-2 were 74.0%, 76.7%, 1.4%, 87.7%, 24.7% and 75.3%, respectively. MMP-2 expression rate was higher in the tumors of low and intermediate grade and PR positive tumors (p<0.05), and MMP-9 expression showed an increasing tendency in ER positive tumor (p=0.0676). Positive relationships between MMP-2 and MMP-1 expressions, and MMP-9 and TIMP-2 expressions were recognized (p<0.05). Conclusion : The prognostic significance of MMP-2 and MMP-9 expressions is still unclear, and MMP-2 and MMP-9 expressions seemed to be positively related with MMP-1 and TIMP-2 expression, respectively. Key Words : Matrix Metalloproteinase-Tissue Inhibitor of Metalloproteinase-Carcinoma-Breast 유방암종환자의예후판정에가장중요한인자는액와림프절전이이며, 종양의침윤성성장이나림프절전이는단백분해효소인 matrix metalloproteinases (MMPs), urokinase-plasminogen activator, cathepsin B, D, L 등과밀접한연관성이있다. 1-5 MMPs는아연또는칼슘의존성효소군으로서최근까지 23종류가알려져있으며, 분해하는조직의종류에따라서 interstitial collagenase, stromelysins, gelatinases, elastases, membranetype MMPs (MT-MMP) 의 5군으로구분된다. 4,5 MMPs 중 gelatinases에속하는 MMP-2와 MMP-9가기저막및세포외버팀질의파괴에가장중요한역할을한다고한다. 6 MMP-2 는분자량 72 kda의제4형교원질분해효소로서기저막의중요한구성성분인제4형교원질과피브로넥틴을분해하며신생혈관형성에도관여하여, 암의침윤과진행에관여한다고알려져있다. 7 MMP-9는분자량 92 kda이며, MMP-2와비슷한구조를보이고, 생체의조직재조합과정과 MMP-2 와마찬가지로악성종양의침윤성성장에관여한다고한다. 8 MMPs 의버팀질분해작용은 MMPs의조직억제인자 (tissue inhibitors of MMPs, TIMPs) 에의해서주로조절되며, 9 정상조직에서는 MMPs와 TIMPs의분비가균형을이룸으로써기저막의분해대사가적절히조절되고있으나악성종양에서는이들간의불균형으로인해침윤과전이가조장될수있다. 10 현재까지 TIMPs는여러조직에분포하는 TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3 과정상인의심장에국한되어존재하는 TIMP-4 가확인되었으며, TIMPs와 MMPs의결합에는특이성이있어서 TIMP-1은 MMP-1과, TIMP-2는 MMP-2와상호반응하는것으로알려지고있다. 11 유방암종조직의 MMPs와 TIMPs 발현에관한보고에서는연구방법에따라발현부위와발현정도를다양하게기술하고있으며, 이러한다양성은 MMPs와 TIMPs가복잡한기전에의해조절되고있음을시사하는소견이라고설명하였다. 7,12 MMP-2 와 MMP-9 는유방암종세포에서대부분높게발현되나종양주변버팀질에서도발현되며, MMP-2 및 MMP-9 발현이있을때림프절전이가빈번하며, 생존율이낮고, 재발률은높으며, VEGF 발현및신생혈관밀도증가등이나타나므로 MMP-2 79
80 윤혜경 박설미 및 MMP-9 발현양성이예후가나쁜것을나타내는독립적인인자로보고되었다. 13,14 이에본연구는유방암종조직에서 MMP-2 와 MMP-9 발현과환자의나이, 종양의크기, 조직학적분화도, 림프절전이유무와생물학적종양표지자인에스트로겐수용체 (ER), 프로게스테론수용체 (PR), p53, c-erbb-2, MIB-1, cathepsin-d 발현, 미세혈관밀도와의연관성을조사하여유방암종에서 MMP-2 및 MMP-9 발현이예후인자로서유용한지, MMP-1, MMP-3, TIMP-1 및 TIMP-2 발현과의상호연관성을분석하여 MMP- 2 및 MMP-9 발현을조절하는인자가무엇인지알아보고자하였다. 재료와방법재료 1999년 1월에서 2001년 6월까지부산백병원에서근치적유방절제술과함께액와림프절절제술을시행받은증례중조직학적유형이비특이형이었던 73예를선택하였다. 방법임상-병리학적예후인자조사수술당시환자의나이를조사하였으며, 50세미만은 41예, 50 세이상은 32예이었다. 폐경에대한정확한정보가병력지에기록된증례가적으므로폐경여부를표시하는대신 50세를기준으로두군으로구분하였다. 종양의크기는 TNM 기준에따라구분하였으며 2.0 cm 이하는 13예, 2.1-5.0 cm 사이는 43예, 5.1 cm 이상은 17예이었고, 림프절전이양성은 47예, 음성은 26예이었다. 조직학적분화도는 modified Scarff-Bloom- Richardson 분류에의해고분화군, 중등도분화군, 저분화군으로구분하였는데, 고분화군은 14예, 중등도분화군 26예, 저분화군은 33예이었다. 부산백병원병리과에보관된 ER, PR, p53, c-erbb-2, cathepsin D, MIB-1, CD34에대한면역조직화학염색슬라이드를재검경하였다. ER, PR 및 p53 발현은 10% 이상의종양세포의핵에서발현을보이면양성으로판독하였으며, 총 73예중 ER 양성은 28예, PR 양성은 43예, p53 양성은 41예이었다. C-erbB-2 발현은종양세포변연부를따라 10% 이상의세포가강한발현을보이는경우를양성으로해석하였으며 73예중 31예가양성이었다. Cathepsin D 발현은 50% 이상의종양세포의세포질에발현을보이면양성으로판독하였는데양성은 53예, 음성은 20 예이었다. MIB-1 표지지수는저등급 (10% 미만 ), 중등급 (10% 이상 50% 미만 ), 고등급 (50% 이상 ) 으로구분하였고, 저등급은 16예, 중등급은 25예, 고등급은 32예이었다. 미세혈관밀도는 CD34 면역염색에서혈관신생이가장활발한부위를택한후 200배시야세군데이상에서신생혈관개수를세어 200배시야당평균치를구하여산정하였다. 73예의미세혈관밀도의평균은 40개이며, 평균치이하인저등급은 37예, 평균이상으로미세혈관밀도가증가한고등급은 36예이었다. MMP-1, -2, -3, -9 및 TIMP-1, -2에대한면역조직화학검사 73예의파라핀블록에서 6개이상의 4-5 두께의연속조직절편을얻어 organic silane이처리된슬라이드에부착시키고탈파라핀과정과함수과정을거친후전자렌지를이용하여전처리하고, 내인성과산화효소의작용방지를위해 3% 과산화수소수를이용하여 10분간처리하였다. 면역조직화학염색을위해 LSAB (labelled streptoavidin biotin) kit (DAKO, Carpinteria, US) 를이용하였는데, 먼저 blocking serum으로 20분간처리한후일차항체인 MMP-1 (Oncogene. Boston, US, 1:200), MMP- 2 (Oncogene. 1:200), MMP-3 (Oncogene. 1:200), MMP-9 (Neomark, Fremont, US, 1:300), TIMP-1 (Neomark, 1:100), TIMP-2 (Neomark, 1:200) 를실온에서 60분간반응시켰다. Tris buffered saline (TBS) 으로 10분간세번수세한후 2차항체인 horse biotinylated anti-rabbit IgG를실온에서 30분간반응시켰다. TBS로다시세번수세한후 peroxidase-conjugated streptavidin (DAKO, Carpinteria, US) 과실온에서 30 분간반응시킨후 TBS로수세하고 diaminobenzidine (DAB) 혹은 AEC (amino-ethyl-carbazole) 로 10-20분간실온에서발색시켰다. 다시 TBS로세번수세한후 Mayer s hematoxylin 으로대조염색하고 crystal mount를사용하여봉입한후검경하였다. 음성대조표본은일차항체대신 TBS를사용하여위와동일한방법으로염색하였다. MMP-1, -2, -3, -9와 TIMP-1, -2 면역조직화학염색은유방암종세포의세포질발현을관찰하였는데, 50% 이상의종양세포가주변정상조직에비해뚜렷하게증가한발현을보이면 2+ 로, 50% 이상의종양세포가주변정상조직에비해약간증가한발현을보이면 1+ 로판독하였고, 50% 미만의종양세포가발현을보이거나주변정상조직과비슷한정도의약한발현을보이면음성으로판독하였다. 유방암종주변버팀질의 MMP-1, -2, -3, -9와 TIMP-1, -2 발현은본연구에포함하지않았다. 통계학적분석 MMP-2 및 MMP-9 발현과환자의나이, 종양의크기및분화도, 림프절전이유무와의연관성과 MMP-2 및 MMP-9 발현과생물학적표지자인 ER, PR, p53, c-erbb-2, cathepsin-d 발현, MIB-1 표지지수와미세혈관밀도의연관성을 SAS (ver 8.1) program을이용하여 chi-square 혹은 Fisher s exact T-test로서검정하였다. 또한 MMP-2, MMP-9 발현과 MMP- 1, MMP-3, TIMP-1, TIMP-2 발현간의연관성을검정하였으며, 통계학적유의수준은 0.05로하였다.
유방암종의 MMP-2 와 MMP-9 발현 81 A B C D Fig. 1. Immunohistochemical staining for MMP-2 (A) shows positive reactions along the cytoplasmic borders of the tumor cells, and MMP-9 (B), TIMP-1 (C) and TIMP-2 (D) expressions are noted in the cytoplasms of the tumor cells. 결과 MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9 및 TIMP-1, TIMP-2 발현 MMP-2 발현은종양세포의세포막을따라관찰되었으며 (Fig. 1A), 총 73예중 56예 (76.7%) 에서발현을보였으며, 그중 2+ 는 20예 (27.4%) 이었다. MMP-1, MMP-9 (Fig. 1B), TIMP- 1 (Fig. 1C), TIMP-2 (Fig. 1D) 발현은종양세포의세포질에서관찰되었으며, 총 73예중 54예 (70.4%), 64예 (87.7%), 18예 (24.7%), 55예 (75.3%) 에서발현을보였으며, 그중 2+ 발현은 MMP-1은 23예 (31.5%), MMP-9는 17예 (23.3%), TIMP-1은 2예 (2.8%), TIMP-2는 16예 (21.9%) 에서관찰되었다. MMP-3 발현은 73예중단지 1예 (1.4%) 에서 1+ 로관찰되었다 (Table 1). MMP-2 및 MMP-9 발현과임상-병리학적인자와의연관성 MMP-2 발현은 50세미만인 41예중 34예 (82.9%) 에서, 50 세이상인 32예중 22예 (68.8%) 에서관찰되었으며, MMP-9 발현은 50세미만인 41예중 37예 (90.2%) 에서, 50세이상인 32예중 27예 (84.4%) 에서관찰되어연령에따른 MMP-2 및 MMP- 9 발현의차이는유의하지않았다. MMP-2와 MMP-9 발현은종양의크기가 2.0 cm 이하인 13예중각각 11예 (84.6%) 에서, 2.1-5.0 cm 인 43예중 31예 (72.1%) 와 39예 (90.7%) 에서, 5.1 cm 이상인 17예중각각 14 예 (82.3%) 에서관찰되었으며, 종양의크기에따른 MMP-2 및 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다. MMP-2 발현은고분화군인 14예중 13예 (92.9%), 중등도분화군은 26예중 23예 (88.5%), 저분화군은 33예중 20예 (60.6%) 에서관찰되어조직학적분화가좋을수록 MMP-2 발현율이높았으며통계학적으로유의하였다 (p=0.012). MMP-9 발현은고분화군 14예중 12예 (85.7%), 중등도분화군은 26예모두에 Table 1. Expression rates of MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9, TIMP-1 and TIMP-2 in breast carcinomas positive cases negative cases 1+ (%) 2+ (%) Total (%) MMP-1 19 31 (42.5) 23 (31.5) 54 (74.0) MMP-2 17 36 (49.3) 20 (27.4) 56 (76.7) MMP-3 72 1 (1.4) 0 (0.0) 1 (1.4) MMP-9 9 47 (64.4) 17 (23.3) 64 (87.7) TIMP-1 55 16 (21.9) 2 (2.8) 18 (24.7) TIMP-2 18 39 (53.4) 16 (21.9) 55 (75.3) Table 2. MMP-2 and MMP-9 expression rates according to clinico-pathologic parameters in breast carcinomas cases MMP-2 MMP-9 + (%) p-value + (%) p-value Age <50 years 41 34 (82.9) 37 (90.2) 0.155 50 years 32 22 (68.8) 27 (84.4) 0.4492 Tumor size 2.0 cm 13 11 (84.6) 11 (84.6) 2.1-5.0 cm 43 31 (72.1) 0.5297 39 (90.7) 0.6308 5.1 cm 17 14 (82.4) 14 (82.4) Histologic Low 14 13 (92.9) 12 (85.7) grade Intermediate 26 23 (88.5) 0.012 26 (100.0) 0.047 High 33 20 (60.6) 26 (78.8) Lymph node Negative 26 17 (65.4) 23 (88.5) 0.0885 metastasis Positive 47 39 (83.0) 41 (87.2) 0.8786 서, 저분화군 33예중 26예 (78.8%) 에서관찰되었으며중등도분화군에서가장발현율이높았다. 림프절전이가있는 47예중 39예 (83.0%) 에서, 전이가없는 26예중 17예 (65.4%) 에서 MMP-2가발현되어림프절전이가있을때 MMP-2 발현율이높았으나유의하지않았다 (p=0.085). MMP-9 발현은림프절전이가있는 47예중 41예 (87.2%) 에서, 전이가없는 26예중 23예 (88.5%) 에서관찰되어림프절전이에따른 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다 (Table 2).
82 윤혜경 박설미 MMP-2 및 MMP-9 발현과종양의생물학적표지자간의연관성 ER 양성인 28예중 24예 (85.7%), ER 음성인 44예중 32예 (72.7%) 에서 MMP-2 발현이관찰되어 ER 양성에서 MMP-2 발현율이높았으나통계학적으로유의하지않았다 (p=0.1963). MMP-9 발현은 ER 양성인 28예중 27예 (96.4%), ER 음성인 44예중 36예 (81.8%) 에서관찰되어 ER 양성에서 MMP-9 발현율이높은경향을보였다 (p=0.0676). PR 양성인 43예중 37 예 (86.0%), PR 음성인 30예중 19예 (63.3%) 에서 MMP-2 발현이관찰되어 PR 양성일때 MMP-2 발현율이높았으며통계학적으로유의하였다 (p=0.0239). MMP-9 발현은 PR 양성인 43예중 38예 (88.4%), PR 음성인 30예중 26예 (86.7%) 에서관찰되어 PR 발현유무에따른 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다. p53 발현이음성인 32예중 27예 (84.4%), 양성인 41예중 29예 (70.7%) 에서 MMP-2 발현이관찰되어 p53 발현음성일때 MMP-2 발현율이높았으나통계학적으로유의하지않았다 (p=0.1712). MMP-9 발현은 p53 음성인 32예중 29예 (90.6%), 양성인 41예중 35예 (85.4%) 에서관찰되어 p53 발현이음성일때조금높았으나유의하지않았다. MIB-1 표지지수가저등급인 16예중 12예 (75.0%). 중등도인 25예중 19예 (76.0%), 고등급인 32예중 25예 (78.1%) 에서 MMP-2 발현이관찰되어통계학적으로유의하지않았다. MIB-1 표지지수가저등급인 16 예중 15예 (93.8%). 중등도인 25예중 23예 (92.0%), 고등급인 32예중 26예 (81.3%) 에서 MMP-9 발현이관찰되어 MIB-1 표지지수가 50% 이상일때 MMP-9 발현율이감소하였으나통계학적으로유의하지않았다. C-erbB-2 발현양성인 31예중 24예 (77.4%) 와 27예 (87.1%) 에서, c-erbb-2 음성인 42예중 32예 (76.2%) 와 37예 (88.1%) 에서 MMP-2와 MMP-9 발현이관찰되었으며, c-erbb-2 발현에따른 MMP-2와 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다. Cathepsin D 발현음성인 20예중 13예 (65.0%) 와 18예 (90.0%) 에서, cathepsin D 양성인 53예중 43예 (81.1%) 와 46예 (86.8%) 에서 MMP-2와 MMP-9 발현이관찰되었으며, cathepsin D 발현에따른 MMP-2와 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다. 미세혈관밀도가증가하지않은 37예중 28예 (75.7%) 와 32 예 (86.5%) 에서, 미세혈관밀도가증가한 36예중 28예 (77.8%) 와 32예 (88.9%) 에서 MMP-2와 MMP-9 발현이관찰되었으며, 미세혈관밀도증가에따른 MMP-2와 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다 (Table 3). MMP-2, MMP-9 발현과 MMP-1, MMP-3, TIMP-1, TIMP-2 발현과의연관성 MMP-1 발현양성인 54 예중 46 예 (85.2%) 에서, MMP-1 Table 3. Relationship between MMP-2 and MMP-9 expressions and biologic tumor markers in breast carcinomas cases MMP-2 MMP-9 + (%) p-value + (%) p-value Estrogen Negative 44 32 (72.7) 0.1963 36 (81.8) 0.0676 receptor Positive 28 24 (85.7) 27 (96.4) Progesterone Negative 30 19 (63.3) 0.0239 26 (86.7) 0.8274 receptor Positive 43 37 (86.0) 38 (88.4) p53 Negative 32 27 (84.4) 0.1712 29 (90.6) 0.4977 Positive 41 29 (70.7) 35 (85.4) MIB-1 Low 16 12 (75.0) 15 (93.8) Intermediate 25 19 (76.0) 0.9660 23 (92.0) 0.3327 High 32 25 (78.1) 26 (81.3) c-erbb-2 Negative 42 32 (76.2) 0.8436 37 (88.1) 0.9274 Positive 31 24 (77.4) 27 (87.1) Cathepsin D Negative 20 13 (65.0) 0.1458 18 (90.0) 0.7101 Positive 53 43 (81.1) 46 (86.8) Microvessel Low 37 28 (75.7) 0.8481 32 (86.5) 0.8981 density High 36 28 (77.8) 32 (88.9) Table 4. Relationship between MMP-2 and MMP-9 expressions and MMP-1, MMP-3, TIMP-1 and TIMP-2 expressions in breast carcinomas cases MMP-2 MMP-9 Positive (%) p-value Positive (%) p-value MMP-1 Negative 19 10 (52.6) 15 (78.9) 0.0039 Positive 54 46 (85.2) 49 (90.7) TIMP-1 Negative 55 41 (74.5) 47 (85.5) 0.4439 Positive 18 15 (83.3) 17 (94.4) TIMP-2 Negative 18 12 (66.7) 13 (72.2) 0.2454 Positive 55 44 (80.0) 51 (92.7) 0.1797 0.3139 0.0216 음성인 19예중 10예 (52.6%) 에서 MMP-2 발현이관찰되어 MMP-1 발현에따른 MMP-2 발현의차이는유의하였다 (p=0.0039). MMP-1 발현양성인 54예중 49예 (90.7%) 에서, MMP-1 음성인 19예중 15예 (78.9%) 에서 MMP-9 발현이관찰되어 MMP-1 발현에따른 MMP-9 발현의차이는유의하지않았다 (p=0.1797). MMP-3 발현과 MMP-2와 MMP-9 발현과의연관성에대한통계학적분석은 MMP-3 양성인경우가 1 예로서하지않았다. TIMP-1 발현양성인 18예중 15예 (83.3%) 에서, TIMP-1 음성인 55예중 41예 (74.5%) 에서 MMP-2 발현이관찰되고, TIMP-1 발현양성인 18예중 17예 (94.4%) 에서, TIMP-1 음성인 55예중 47예 (85.5%) 에서 MMP-9 발현이관찰되어 TIMP-1 발현에따른 MMP-2와 MMP-9 발현율의차이는유의하지않았다. TIMP-2 발현양성인 55예중 44예 (80.0%) 에서, TIMP-2 음성인 18예중 12예 (66.7%) 에서 MMP-2 발현이관찰되어 TIMP-2 발현에따른 MMP-2 발현의차이는유의하지않았다. TIMP-2 발현양성인 55예중 51예 (92.7%) 에서, TIMP-2 음성인 18예중 13예 (72.2%) 에서 MMP-9 발현이관찰되어 TIMP-2 발현양성일때 MMP-9 발현율이높았
유방암종의 MMP-2 와 MMP-9 발현 83 으며, 통계학적으로유의하였다 (p=0.0216)(table 4). 고찰유방암종조직의 MMPs 발현양상에대해 MMP-2 는종양조직에서발현된다는보고 15 도있고, 종양주변의버팀질세포에서주로발현된다고보고 16,17 도있는등발현양상에대해이견이있다. Iwata 등 9 은유방암종조직에서 MMP-1, MMP-2, MMP-9, TIMP-1과 TIMP-2가종양세포에서주로발현되며, 종양주변버팀질의섬유아세포들은 MMP-3 을제외한모든 MMPs에양성반응을보이고, MMP-2 발현은종양세포의세포막을따라주로관찰된다고하였다. 그러나 MMP-3 발현은종양의버팀질에침입한 T 림프구에주로발현되었으며, 종양세포의 15% 미만에서양성으로관찰되었다고하였다. 9 Monteagudo 등 18 의면역염색을이용한연구에서는제4형교원질분해효소발현율이 90% 라고하였으며. Visscher 등 19 은 MMP-2 발현율은 76.7%, MMP-9는 87.7%, TIMP-2는 24% 라고하였다. 민등 20 은 57예중 39예 (68.4%) 가 MMP-2 양성이었고, 45 예 (79.0%) 가 TIMP-2 양성이었다고하였으며, 최등 21 의연구에서는 MMP-2 발현율은 34.4%, MMP-9는 28.1%, TIMP-1 은 16.3%, TIMP-2는 10.0% 로보고하는등 MMPs와 TIMPs 발현율이연구자에따라다양하였다. 최근김등 22 의보고에의하면침윤성유방암종에서 MMP-2, MT1-MMP, TIMP-2 mrna 발현은주로종양세포에서관찰되고때로버팀질에서도관찰되나버팀질에서만발현되는경우는없었으며, MMP-2, MT1-MMP, TIMP-2 mrna 발현율은각각 68%, 73%, 56% 이라고하였다. 본연구에서는유방암종주변버팀질의 MMPs 및 TIMPs 발현은 Iwata 등 9 의결과와유사하게거의모든예에서 MMPs 나 TIMPs 종류에무관하게비슷한정도의약한발현을보이므로포함시키지않았으며, 종양세포에서의발현을판독하였는데 MMP-2 발현율은 76.7% 이었으며, Iwata 등 9 의보고와마찬가지로종양세포의세포막을따라발현을보여주었다. MMP-9 발현율은 87.7%, MMP-1 발현율은 74.0% 로높았지만 MMP- 3 발현은 1.4% 로매우낮았다. 이와같은결과는 Monteagudo 등 18 의 MMP-2 발현율 90% 및 Visscher 등 19 의 MMP-2 발현율 76.7%, MMP-9 발현율 87.7% 와비슷하였다. 김등 22 은 MMP-2 발현율을 68% 로, 민등 20 은 MMP-2 발현율을 68.4% 로보고하여본연구의 76.7% 보다조금낮았다. 최등 21 의연구에서는 MMP-2 발현율은 34.4%, MMP-9는 28.1% 로서다른연구결과에비해낮았으며, 본연구에서 2+ 발현율을보면 MMP-2는 27.4%, MMP-9는 23.3% 로서최등 21 의연구결과와비슷하였다. 따라서연구자에따른 MMPs 발현율의차이는판독기준이서로다른것이가장중요한요인으로생각되었다. 본연구에서유방암종조직의 TIMP-1과 TIMP-2 발현율은 24.7%, 75.3% 로서 TIMP-2 발현율이 TIMP-1 발현율보다높았다. TIMP-1 발현율은최등 21 의연구에서는 16.3% 로서본연구보다조금낮았다. 본연구의 TIMP-2 발현율은 75.3% 로서김등 22 의 TIMP-2 mrna 발현율 56% 보다높았으며, 민등 20 이보고한 TIMP-2 발현율 79.0% 와비슷하였다. Visscher 등 19 의 TIMP-2 발현율은 24.0%, 최등 21 은 10.0% 로서연구자에따라차이가많았으며, 본연구에서 TIMP-2 가 2+ 인빈도는 21.9% 로서비슷하였다. 이와같이 MMPs와 TIMPs에대해연구자에따라발현율의차이를보이는것은면역조직화학염색방법, 사용한일차항체의종류, 판독기준이다르기때문일것으로추정되었으며, 향후 MMPs 및 TIMPs 연구에있어서면역조직화학염색의표준화가필요할것으로생각하였다. 최근김등 22 의연구에의하면침윤성암종에서섬유낭성질환이나관내암종에비해 MMP-2 mrna 발현율이높고, 병기가진행할수록발현율이증가하므로 MMP-2 가암종의진행과관련이있을것으로추정하였으며, 임상병기가낮고종양이작은경우에 TIMP-2 mrna 발현율도높아 MMP-2와 TIMP-2 발현과예후사이에상관성이있을것으로추정하였다. Pacheco 등 14 의보고에서는유방암종에서 MMP-2 와 MMP-9 mrnas 가높은수치를보이는것과생존율이역상관관계를보이므로 MMP-2와 MMP-9 mrnas 발현의측정은유방암종의생물학적악성도를추정하는데도움이된다고하였다. 유방암종에서 MMP-2 발현은침윤성성장및전이와연관성을보이며, 유방암종에서 MMP-2가발현되면환자의나이, 종양의분화도, 종양의호르몬수용체존재유무, 병기와무관하게예후가나쁜것과관련이있으며, 생존기간이짧다고하였고, 23 40세미만으로 MMP-2 양성인유방암종환자에서재발할위험성이높다고하였다. 24 림프절전이가있는폐경기유방암종환자에서 MMP- 2가발현되면재발위험성이높으며, 항-에스트로겐치료가실패할위험인자로추정된다고설명한보고도있다. 12 민등 20 은 MMP-2 가침윤성성장양식을보이거나림프절전이가있는경우, ER 음성인경우발현율이높은경향을보이고, TIMP-2 발현도림프절전이가있는경우, ER 음성인경우발현율이높은경향을보이므로 MMP-2 와 TIMP-2 발현양성은유방암종의악성도를예측하는데도움이되는소견이라고하였다. 최등 21 은림프절전이양성이거나 ER과 PR 음성인경우 MMP-2 와 MMP-9 발현이높으며, 핵등급이높을수록 MMP-9 발현이높으므로 MMP-2 와 MMP-9 발현이유방암종의진행에중요한역할을할것이라고설명하였다. 또한 MMPs와 TIMPs 발현이역상관관계를보이고. TIMPs 발현이종양과버팀질경계부에서현저한점은 TIMPs 가종양의침윤과전이단계의초기에중요한역할을한다는것을시사하는소견이라고하였다. 본연구에서는 MMP-2 발현율이조직학적분화가좋을수록, PR 양성일때오히려높았으며, MMP-9 발현율은 ER 양성일때높은경향을보여 MMP-2와 MMP-9 발현이예후가좋을것임을시사하는인자일가능성을보여주었다. 그러나이러한소
84 윤혜경 박설미 견은이전연구 20-22 와상반된것으로연구자에따라연구방법이다르고, 사용한일차항체의종류와판독기준이달라 MMP-2 와 MMP-9 및 TIMP-1과 TIMP-2 발현율이차이가있었고, 발현율의차이가예후와의연관성분석에영향을미쳤을것으로추정되었다. 그뿐만아니라본연구에서도예후가나쁠것을시사하는림프절전이양성일때 MMP-2 발현율이높은경향을보이고, 재발이나생존율에대한조사를본연구에포함시키지않았으므로 MMP-2와 MMP-9 발현에대해예후인자로서의의의를단정적으로말하기어려웠다. 악성종양에서는 MMPs와 TIMPs의분비의불균형으로인해기저막이분해되고, 침윤과전이가조장될수있다. 10 TIMP-1 은 MMP-1과, TIMP-2는 MMP-2와상호반응하는것으로알려지고있으며, 11 TIMP-1은 interstitial collagenase, stromelysin, MMP-2, MMP-9의활성형또는비활성형과질량적으로 1:1 복합체를형성하여, MMPs가지니고있는분해능을억제한다고하며, TIMP-1과 TIMP-2는밀접한연관성을가지고있고, TIMPs 의생산이저하되면 MMPs 분비의조절에이상이생기거나과다하게활성화될수있다고하였다. 25 최등 21 의결과를보면유방암종에서 MMPs와 TIMPs 발현간연관성은없었으나 MMP-2 혹은 MMP-9 양성이면서 TIMP-1 과 TIMP-2 음성인경우, 즉 MMP-2와 MMP-9과 TIMP-1과 TIMP-2 간의불균형이있을때재발한경우가비교적많았다고하였다. 김등 22 의연구에의하면 TIMP-2 mrna와 MMP-2 mrna 발현이역상관성을보여이두효소가종양의침습과정에서상반된역할을하는결과인것으로해석하였으나자궁경부암종에서 TIMP-2 mrna 발현이 MMP-2 발현과서로비례하였다는보고도있다. 26 본연구에서 MMP-2 발현율은 MMP-1 발현양성일때높았으나 MMP-2 발현과 TIMP-2 발현의역상관성은없었고, 통계학적으로유의하지않지만 TIMP-2 양성일때 MMP-2 발현율이오히려조금높았다. 반면 MMP-9 발현율은 MMP-1 발현양성일때조금높았으나유의하지않았으며, TIMP-2 발현양성일때높게나타났다. 이러한결과는유방암종의진행과정에 MMPs와 TIMPs가서로협력적인역할을할수도있으며, 특히 MMP-1 발현과 MMP-2 발현에, MMP-2 의억제물질로알려져있는 TIMP-2 가오히려 MMP- 9 발현에협력적인역할을할수있음을시사하였다. 결론적으로유방암종에서주변정상유방조직에비해침윤성성장에관여하는 MMP-2와 MMP-9 발현율이증가되어있으므로침윤성유방암종의형성에 MMP-2와 MMP-9가관여함을알수있었다. MMP-2 발현율이조직학적분화가좋을수록, PR 양성일때오히려높았으며, MMP-9 발현율은 ER 양성일때높은경향을보여 MMP-2와 MMP-9 발현이예후가좋을것임을시사하는인자일가능성을보여주었으나연구자간 MMP-2, MMP-9 발현율이차이를보이고, 본연구에서재발이나생존율과의연관성이뒷받침되지못하므로 MMP-2와 MMP-9 발현과예후와의연관성을추정하기어려웠다. 본연구에서 MMP- 2 발현양성일때 MMP-1 발현양성이많고, MMP-9 발현양성일때 TIMP-2 발현양성이많은점은 MMP-2와 MMP- 9 발현에 MMP-1 과 TIMP-2 이협력적인역할을한다는것을시사하는소견으로생각되었다. 참고문헌 1. Duffy MJ. The role of proteolytic enzymes in cancer invasion and metastasis. Clin Exp Metastasis 1992; 10: 145-55. 2. Kurizaki T, Toi M, Tominaga T. Relationship between matrix metalloproteinase expression and tumor angiogenesis in human breast carcinoma. Oncol Rep 1998; 5: 673-7. 3. Dalberg K, Eriksson E, Enberg U, Kjellman M, Backdahl M. Gelatinase A, membrane type 1 matrix metalloproteinase, and extracellular matrix metalloproteinase inducer mrna expression: correlation with invasive growth of breast cancer. World J Surg 2000; 24: 334-40. 4. Stetler-Stevenson WG. Dynamics of matrix turnover during pathologic remodeling of the extracellular matrix. Am J Pathol 1996; 148: 1345-50. 5. Jones JL, Walker RA. Control of matrix metalloproteinase activity in cancer. J Pathol 1997; 183: 377-9. 6. Hanemaaijer R, Verheijen JH, Maguire TM, et al. Increased gelatinase-a and gelatinase-b activities in malignant vs. benign breast tumors. Int J Cancer 2000; 86: 204-7. 7. Lindsay CK, Thorgeirsson UP, Tsuda H, Hirohashi S. Expression of tissue inhibitor of metalloproteinase and type IV collagenase/gelatinase messenger RNAs in human breast cancer. Hum Pathol 1997; 28: 359-66. 8. Ramos-DeSimone N, Hahn-Dantona E, Sipley J, Nagase H, French DL, Quigley JP. Activation of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) via a converging plasmin/stromelysin-1 cascade enhances tumor cell invasion. J Biol Chem 1999; 274: 13066-76. 9. Iwata H, Kobayashi S, Iwase H, Masaoka A, Fujimoto N, Okada Y. Production of matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in human breast carcinomas. Jpn J Cancer Res 1996; 87: 602-11. 10. Liotta LA, Steeg PS, Stetler-Stevenson WG. Cancer metastasis and angiogenesis: an imbalance of positive and negative regulation. Cell 1991; 64: 327-36. 11. Birkedal-Hansen H, Moore WG, Bodden MK, et al. Matrix metalloproteinases: a review. Crit Rev Oral Biol Med 1993; 4: 197-250. 12. Sato H, Seiki M. Membrane-type metalloproteinases (MT-MMPs) in tumor metastasis. J Biochem 1996; 119: 209-15. 13. Talvensaari-Mattila A, Paakko P, Blanco-Sequeiros G, Turpeenniemi-Hujanen T. Matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) is associated
유방암종의 MMP-2 와 MMP-9 발현 85 with the risk for a relapse in postmenopausal patients with nodepositive breast carcinoma treated with antiestrogen adjuvant therapy. Breast Cancer Res Treat 2001; 65: 55-61. 14. Pacheco MM, Mourao M, Mantovani EB, Nishimoto IN, Brentani MM. Expression of gelatinases A and B, stromelysin-3 and matrilysin genes in breast carcinomas: clinico-pathological correlations. Clin Exp Metastasis 1998; 16: 577-85. 15. Hoyhtya M, Fridman R, Komarek D, et al. Immunohistochemical localization of matrix metalloproteinase 2 and its specific inhibitor TIMP-2 in neoplastic tissues with monoclonal antibodies. Int J Cancer 1994; 56: 500-5. 16. Davies B, Miles DW, Happerfield LC, et al. Activity of type IV collagenases in benign and malignant breast disease. Br J Cancer 1993; 67: 1126-31. 17. Soini Y, Hurskainen T, Hoyhtya M, Oikarinen A, Autio-Harmainen H. 72 KD and 92 KD type IV collagenase, type IV collagen, and laminin mrnas in breast cancer: a study by in situ hybridization. J Histochem Cytochem 1994; 42: 945-51. 18. Monteagudo C, Merino MJ, San-Juan J, Liotta LA, Stetler-Stevenson WG. Immunohistochemical distribution of type IV collagenase in normal, benign, and malignant breast tissue. Am J Pathol 1990; 136: 585-92. 19. Visscher DW, Hoyhtya M, Ottosen SK, et al. Enhanced expression of tissue inhibitor of metalloproteinase-2 in the stroma of breast carcinomas correlates with tumor recurrence. Int J Cancer 1994; 59: 339-44. 20. Min SK, Kim JM, Chu YC, Cho YU, Yeom BW. Association between the expression of MMP-2 and TIMP-2, and growth patterns of tumor border, lymph node metastasis, and estrogen receptor in the invasive ductal carcinoma of the breast. Korean J Pathol 2000; 344: 366-73. 21. Choi YJ, Jung WH, Lee HD, Lee KG. Expression of matrix metalloproteinase and tissue inhibitor of metalloproteinase in breast carcinoma related to angiogenesis and invasion. Korean J Pathol 2000; 34: 652-64. 22. Kim DW, Jin SY, Lee DW. Expression of MMP-2, MT1-MMP, and TIMP-2 mrna in breast carcinomas. Korean J Pathol 2003; 37: 400-6. 23. Talvensaari-Mattila A, Paakko P, Hoyhtya M, Blanco-Sequeiros G, Turpeenniemi-Hujanen T. Matrix metalloproteinase-2 immunoreactive protein: a marker of aggressiveness in breast carcinoma. Cancer 1998; 83: 1153-6. 24. Talvensaari-Mattila A, Paakko P, Turpeenniemi-Hujanen T. MMP- 2 positivity and age less than 40 years increases the risk for recurrence in premenopausal patients with node-positive breast carcinoma. Breast Cancer Res Treat 1999; 58: 287-93. 25. Hurskainen T, Hoyhtya M, Tuuttila A, et al. mrna expressions of TIMP-1, TIMP-2 and -3 and 92-KD type IV collgenase in early human placenta and decidual membranes as studied by in situ hybridization. J Histochem Cytochem 1996; 44: 1379-88. 26. Davidson B, Goldberg I, Kopolovic J, et al. MMP-2 and TIMP-2 expression correlates with poor prognosis in cervical carcinoma -A clinicopathologic study using immunohistochemistry and mrna in situ hybridization. Gynecol Oncol 1999; 73: 372-82.